三用表的设计报告

三用表的设计一、已知参数：A．直流电流档的引入电流0.13mAB．测量机构总阻值3.6kΩC.测量机构的电流灵敏度：满刻度电流IS=50µAD．DC．A：：2.5级1mA10mA5AE．DC．V：：2.5级2.5V10V250V输入阻抗为：1/ISF．AC．V：5.0级D10V50V250V1000V输入阻抗为：4KΩ/v交流调节电阻为2K～3KH．DΩ．：2.5级×1×10×100（扩展量程×1K）电阻中心值：22Ω工作电池：1.2～1.6V二、各量程的元件参数设计：1．DC。A量程的元件参数设计和分电路调试图:0.001AKey=F3.6kΩRg1957.56ΩR4293.246ΩR329.286ΩR258.5mΩR1DC1uOhmG0.000A+-Key=GKey=E多量程环形分流式直流电流表电路如图(1)当电流为I引时Rs=R1+R2+R3+R4=Ig/(I引-g)*Rg(2)电流为I3时R1+R2+R3=Ig/(I3-Ig)*（Rg+R4）(3)当电流为I2时R1+R2=Ig/（I2-Ig）*(Rg+R3+R4)(4)R1=Ig/I1*(Rg+Rs)(5)R4=Rs-(R1+R2+R3)经计算可得：R1=0.0585ΩR2=29.286ΩR3=293.246ΩR4=1957.56Ω2．DC。V量程的元件参数设计和分电路调试图：10V4800kΩR3150kΩR246.4ΩR13.6kΩRgKey=JKey=IKey=HDC1uOhmG0.000A+-多量程直流式电压表电路如图（1）对于图示的多量程直流电压表电路，先计算R1R1=U1/Ig-Rg(2)再计算R2R2=U2/Ig-Rg-R1(3)再计算R3R3=U3/Ig-R2-Rg经计算可得：R1=46.4kΩR2=150kΩR3=4800kΩ3．AC。V量程的元件参数设计和分电路调试图：多量程交流电压表电路如图（1）根据给定的交流电压表灵敏度（输入阻抗z）计算出交流引入电流（二极管前）I=1/Z(2)有交流引入电流I计算出半波整流后的（二极管后）的电流Ik=I*0.435(3)计算分流电阻R=IgRg/(Ik-Ig)(4)可调电阻RP一般由经验取输入阻抗Z的一半（5）计算U0+Urp+Uvd1.式中，Ug是内阻Rg上的电压；Urp是电位器RP上的电压；Uvd1是二极管VD1上的压降,硅管Uvd1=0.65V。（6）参考电路图计算各分压电阻R1=(U1-U0)/IR2=(U2-U1)/IR3=(U3-U2)/IR4=(U4-U3)/IC为滤波电容，约为5µF。防止整流后的脉动波形是表的指针不停VD2为保护二极管。经计算可得:R=3404.26ΩRP=2KΩR1=35730ΩR2=160KΩR3=800KΩR4=3MΩ4．Ω量程的元件参数设计和分电路图：多量程欧姆表电路如图：1.调零支路电阻Rb和RP的计算：各档电阻中心值：RX×1的电阻中心值RZ1=22ΩRX×10的电阻中心值RZ2=220ΩRX×100的电阻中心值RZ3=2200Ω以电阻测量值最大的一档电阻中心值RZ3计算E不同时的电流，它能满足其它档的要求：如RZ3=2200Ω时（b点）Imax=1.6V/2200Ω=727μ（a点）Imin=1.2V/2200Ω=545μA（c点）I标=1.5V/2200Ω=682μA当已知流过表头满刻度电流为Ig，表头总内阻为Rg时：A．计算RW指在a点时的总分流电阻Rb+RW：Rb+RP=IgRg/（Imin—Ig）B．计算RW指在b点时的分流电阻Rb：Rb=（Rb+RP）Imin/ImaxC．RP=（Rb+RP）—Rb2.串联电阻Rd的计算：串联电阻Rd是由低压高倍率的电阻中心值RZ3决定的。因为电位器RW是变数，设RW在中间为½RW，接入Rd后，该档的总内阻同样要等于电阻中心值RZ3，因此有：Rd=Rz3-(Rg+1/2*RP)(Rb+1/2*RP)/[(Rg+1/2*RP)+(Rb+1/2*RP)]3.各倍率电阻的计算如图8：（1）设R16为中心电阻RZ1=22Ω时的并联电阻，考虑电池内阻r0一般为0.9～1.1Ω,从端口看：RZ1—r0=RZ3//R16则有R16=（RZ1—r0）RZ3/[RZ3—（RZ1—r0）]（2）设R17为中心电阻RZ2=220Ω时的并联电阻同样有R17=（RZ2×RZ3）/（RZ3—RZ2）（3）设R18为中心电阻RZ2=2200Ω时的并联电阻则有R18=（RZ3×RZ3）/（RZ3—RZ3）=（RZ3×RZ3）/0=∞（4）设R1K为测量最高倍率档（×1K）串联电阻，由于其电阻中心值太大，至使灵敏度降低到端口短接（RX=0）时也无法调零，故需增加电源电压。由于最高倍率档电阻中心值RZ4=22KΩ,比高倍率档还大10倍，因而电源电压也高10倍，选电源EE为15V的层叠电池，见下图。同时高倍率档无分流电阻（R18=∞），可见最高倍率档也无无分流电阻，工作电流与高倍率档相同。则高倍率档串联电阻R1K=RZ4-RZ3-REE其中：为电源EE的内阻REE为1KΩ。经计算可得：Rb=302.752ΩRP=100.917ΩRd=1875.12Ωr0=1ΩE=1.5VR1K=18800ΩR16=21.2024ΩR17=244.444ΩR18=∞三、总线路图：四、校验图及达到的精度等级：DC。A校验图和校验精度等级的表格：项目档位1mA10mA5AI50.00µA50.01µA50.00µA1/3I16.67µA16.67µA16.67µA2/3I33.33µA33.34µA33.33µA最大误差0µA0.01µA0µA准确度0.1DC。V校验图和校验精度等级的表格：项目档位2.5V10V250VU50.00µA50.01µA50.00µA1/3U16.67µA16.66µA16.67µA2/3U33.33µA33.33µA33.33µA最大误差0µA0.01µA0µA准确度0.1AC。V校验图和校验精度等级的表格：项目档位10V50V250V1000VU51.00µA51.38µA51.98µA52.03µA1/3U14.96µA16.84µA17.27µA17.34µA2/3U32.98µA34.30µA34.4µA34.67µA最大误差1.71µA1.38µA1.98µA2.03µA准确度5Ω校验图和校验精度等级的表格：项目档位X1X10X100R25.00µA25.01µA24.85µAR/233.33µA33.33µA33.20µA3R12.50µA12.52µA12.38µA1/4R39.99µA39.98µA39.91µA5R8.33µA8.35µA8.25µA最大误差0.01µA0.02µA0.15µA准确度0.5五、元件、开关及功能表：R1:直流电流表分流电R15：电阻表分流电阻S9：控制直流10V档阻位R2：直流电流表分流电阻R16：直流电源内阻S10：控制直流1V档位R3：直流电流表分流电阻R17：电阻表分流电阻S11：控制交流10V档位R4：直流电流表分流电阻R18：电阻表调零电阻S12：控制交流50V档位R5：直流电压表分流电阻R19：交流电压表分压电阻S13：控制交流250V档位R6：直流电压表分流电阻Rg：表头内阻S14：控制交流1000V档位R7：直流电压表分流电阻S1:控制直流电流档S15：控制电阻x1档R8：交流电压表分流电阻S2：控制直流电压档S16：控制电阻x10档R9：交流电压表分压电阻S3：控制交流电压档S17：控制电阻x100档R10：交流电压表分压电阻S4:控制电阻挡EE：电阻表内直流电源R11：交流电压表分压电阻S5：控制直流5A档位Ig:表头R12：交流电压表分压S6：控制直流10mAC：滤波电容电阻档位R13：电阻表分流电阻S7：控制直流1mA档位D1：交流电压表工作二极管R14：电阻表分流电阻S8：控制直流250V档位D2：保护二极管